مقدمه
حذف هیدروکربن از فاضلاب صنایع مختلف تبدیل به یکی از چالش های مهم برای صاحبان این صنایع شده است. پساب های غنی از هیدروکربن در صنایعی مانند پتروشیمی، داروسازی و صنایع شیمیایی از COD بسیار بالایی برخوردار می باشند و در صورت نرسیدن به استاندارهای تعیین شده از سوی مراجع ذیصلاح، می توانند منجر به جریمه های سنگینی شوند. علاوه بر این، ترکیبات موجود در این پساب ها ممکن بسیار سمی بوده و ماندگاری زیادی در محیط زیست داشته باشند، لذا قبل از تخلیه آن ها به محیط باید از فاضلاب حذف شوند. معمولا هیدروکربن های پیچیده نسبت به تجزیه بیولوژیکی مقاوم می باشند اما با استفاده از برخی باکتری ها و قارچ های مخصوص می‌توان به این مهم دست یافت.
در علم شیمی هیدروکربن ها به این صورت تعریف می شوند: ترکیباتی که شامل هیدروژن و کربن بوده و بخش عمده ی تولید آن ها به واسطه فعالیت های انسانی می باشد. هیدروکربن ها ممکن است به صورت آلیفاتیک (به صورت زنجیری یا حلقه های ساده) یا آروماتیک (به شکل حلقه های پایدار) باشند. از آنجا که مولکول های هیدروژن ممکن است جایگزین سایر اتم ها یا ترکیبات دیگر شود، احتمالات ساختاری موجود تقریبا بی پایان است و مولکول های هیدروکربن ها می توانند بسیار بزرگ و پیچیده باشند.
باکتری هایی برای حذف هیدروکربن فاضلاب
برخی از گونه های باکتری ها مانند باکتری هایی از خانواده ی Acinetobacter، Bacillus و Pseudomonas و قارچ هایی مانند Penicillium و Phanaerochaete، توانایی تخریب هیدروکربن های پیچیده را دارند. با توجه به آنکه این ترکیبات در مقابل تجزیه و تخریب بسیار مقاوم می باشند، انتخاب میکروبی با قابلیت های متابولیک (سوخت و ساز) صحیح، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در اغلب مواقع برای حصول نتیجه ی دلخواه نیاز به استفاده از ارگانیسم هایی با فعالیت آنزیمی گسترده و مخلوط و همچنین به کارگیری مجموعه ای از این ارگانیسم ها (به عنوان مثال جمعیت مخلوطی از میکروب ها) می باشد، چرا که ممکن است یک نوع یا گونه از باکتری ها توانایی انجام تمام مراحل واکنش را نداشته باشد.
یک واکنش معمول برای تجزیه و شکست میکروبی مولکول های هیدروکربن شامل حمله ی اولیه توسط آنزیم های اکسیژناز و سپس تخریب گام به گام به وسیله آنزیم های محیطی می باشد، که موجب ساده تر شدن ترکیبات و توانایی استفاده ی میکروب ها از آن ها به عنوان انرژی برای رشد می شود. به عنوان مثال تخریب یک آلکان زنجیره ای مستقیم شامل مراحل زیر می باشد:
1) اکسیداسیون گروه متیل (CH3) و تولید الکل
2) هیدروژن زدایی الکل به آلدئید و تولید کربوکسیلیک اسید
3) سوخت و ساز از طریق اکسیداسیون بتا اسیدهای چرب اشباع و تولید انرژی
آماده سازی بیولوژیکی موجب تامین منابعی از مجموعه ای از باکتری ها و قارچ هایی مختلف می‌گردد که توانایی تخریب (شکست) بازه ی گسترده ای از هیدروکربن ها شامل: زنجیره های کوتاه و بلند هیدروکربن ها، حلقه های آلیفاتیک هیدروکربن ها، هیدروکربن های آروماتیک و هیدروکربن های جایگزین پیچیده را دارا می باشند. این محصولات به شکل مایع یا پودر در دسترس بوده و عمر مفیدی در حدود 18 ماه دارند.
شرایط مناسب برای حذف هیدروکربن فاضلاب
فراهم نمودن شرایطی مناسب نیز از یکی از مهمترین موارد برای اطمینان از تخریب بهینه ی هیدروکربن ها می باشد. پربازده ترین واکنش های مربوط به تجزیه ی هیدروکربن ها در شرایط هوازی (در حضور اکسیژن) صورت می گیرد. دما نیز همانند میزان آلاینده های شیمیایی بر روی سرعت رشد تاثیرگذار خواهد بود. حفظ تعادل در مواد مغذی برای اطمینان از وجود نیتروژن و فسفر کافی برای رشد میکروب ها بسیار ضروری می باشد. همچنین ممکن است برای افزایش میزان حلالیت آلاینده ها و قرار گرفتن هرچه بیشتر آن ها در معرض میکروب های تخریب کننده، از سورفاکتانت ها استفاده شود.
این محصولات غالبا به نقاطی از تصفیه خانه اضافه می شوند که هوادهی در آن ها صورت می‌گیرد. مشورت و بهره گیری از نظرات کارشناسان زیست محیطی برای فراهم کردن شرایط مناسب و مقدار مورد نیاز از مخلوط متنوع باکتری ها در جهت دستیابی به بهینه ترین میزان تجزیه در تجهیزات گوناگون از دیگر نکات حائز اهمیت می باشد.
